Budowa i Ewolucja Gwiazd II rok Astronomii Lista nr 4

Transkrypt

Budowa i Ewolucja Gwiazd II rok Astronomii Lista nr 4
Budowa i Ewolucja Gwiazd
II rok Astronomii
Lista nr 4
1. Podać definicje skal czasowych: dynamicznej, τdyn , termicznej (Kelvina-Helmholtza), τKH ,
i nuklearnej, τnuc , oraz
a) wyprowadzić wyrażenia na te skale,
b) oszacować τdyn /τKH i τKH /τnuc dla Slońca,
c) pokazać, że dynamiczna skala czasowa charakteryzuje również ruch satelity na niskiej
orbicie oraz krytyczna, predkość
rotacji.
,
2. Opierajac
, sie, na wynikach zadania 9 z listy 3 oraz twierdzeniu o wiriale (prosze, je omówić)
wyznaczyć czas (skala Kelvina-Helmholtza, τKH ) przez jaki gwiazda o ustalonej (stalej)
mocy promieniowania może świecić kosztem kurczenia grawitacyjnego. Obliczenia wykonać
dla przypadków rozważanych w zadaniu 9.
3. Wyliczyć wartości gradientu temperatury we wnetrzach
obu modeli gwiazd. Wyniki
,
wyrazić w K cm−1 i zestawić je ze średnimi drogami swobodnymi fotonów (zadanie 6 z
listy 3). Jaki wniosek można wysnuć z takiego porównania?
4. Wykazać, że równania stanu w postaci pV = nRT oraz pµ = R%T , gdzie n oznacza ilość
moli, R - stala, gazowa,
czasteczkowy,
sa, równoważne.
, a µ - średni cieżar
,
,
5. Przyjmujac,
że dla gwiazd ciagu
glównego prawdziwa jest zależność masa – jasność w
,
,
4
postaci L/L = (M/M ) , wyznaczyć czas życia gwiazdy na ciagu
glównym (kosztem
,
energii jadrowej)
jako
funkcj
e
masy.
Zak
ladamy,
że
0.5%
masy
gwiazdy
zamieniana jest w
,
,
energie,
a
moc
promieniowania
nie
zmienia
si
e
w
czasie
ewolucji.
,
,
6. W astrofizyce czesto
poslugujemy sie, wielkościami pomocniczymi tzw. skalami dlugości
,
h: hp – skala ciśnieniowa, h% – skala gestościowa,
hT – skala temperaturowa. Skala taka
,
określona jest jako odleglość wzdluż promienia, na której dana wielkość maleje e-krotnie.
a) Wyznaczyć hp , hρ i hT dla rozważanych modeli gwiazd,
b) Zastanowić sie, dlaczego hT silnie różni sie, od hp i hρ .
7. Korzystajac
, z równania równowagi hydrostatycznej pokazać, że
κp ≈
RT
.
µg
Oszacować ciśnieniowa, skale, wysokości atmosfery ziemskiej zakladajac
, T = 300 K.
8. Wyliczyć średnia, mase, czasteczkow
a, µ (tj. średnia, mase, jednej swobodnej czastki)
dla
,
,
gwiazd ciagu
glównego.
,
Jadwiga Daszyńska-Daszkiewicz